Lista de exercicios 22 - Fisica II

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RN 
CAMPUS: ____________________________ CURSO:______________________ 
ALUNO:____________________________________________________________ 
DISCIPLINA: FÍSICA II PROFESSOR: EDSON JOSÉ 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 22 
 
1. (UEL-PR) A partícula de massa m, presa à extremidade de 
uma mola, oscila num plano horizontal de atrito desprezível, em 
trajetória retilínea em torno do ponto de equilíbrio, O. O movimento 
é harmônico simples, de amplitude x. 
 
Considere as afirmações: 
 
I. O período do movimento independe de m. 
II. A energia mecânica do sistema, em qualquer ponto da trajetória 
é constante. 
III. A energia cinética é máxima no ponto O. 
 
É correto afirmar que SOMENTE 
a) I é correta. 
b) II é correta. 
c) III é correta. 
d) I e II são corretas. 
e) II e III são corretas. 
 
2. Um corpo de massa m é preso à extremidade de uma mola 
helicoidal que possui a outra extremidade fixa. O corpo é afastado 
até o ponto A e, após abandonado, oscila entre os pontos A e B. 
 
Pode-se afirmar corretamente que a 
a) aceleração é nula no ponto 0. 
b) a aceleração é nula nos pontos A e B. 
c) velocidade é nula no ponto 0. 
d) força é nula nos pontos A e B. 
e) força é máxima no ponto 0. 
3. (Ufpb 2010) Um determinado tipo de sensor usado para 
medir forças, chamado de sensor piezoelétrico, é colocado em 
contato com a superfície de uma parede, onde se fixa uma mola. 
Dessa forma, pode-se medir a força exercida pela mola sobre a 
parede. Nesse contexto, um bloco, apoiado sobre uma superfície 
horizontal, é preso a outra extremidade de uma mola de constante 
elástica igual a 100 N/m, conforme ilustração a seguir. 
 
Nessa circunstância, fazendo-se com que esse bloco descreva um 
movimento harmônico simples, observa-se que a leitura do sensor 
é dada no gráfico a seguir. 
 
Com base nessas informações é correto afirmar que a velocidade 
máxima atingida pelo bloco, em m/s, é de: 
a) 0,1 b) 0,2 c) 0,4 d) 0,8 e) 1,0 
4. (UNICAMP-SP) Os átomos de carbono têm a propriedade de 
se ligarem formando materiais muito distintos entre si, como o 
diamante, o grafite e os diversos polímeros. Há alguns anos foi 
descoberto um novo arranjo para esses átomos: os nanotubos, 
cujas paredes são malhas de átomos de carbono. O diâmetro 
desses tubos é de apenas alguns nanômetros (1nm = 10-9 m). No 
ano passado, foi possível montar um sistema no qual um 
“nanotubo de carbono” fechado nas pontas oscila no interior de um 
outro nanotubo de diâmetro maior e aberto nas extremidades. As 
interações entre os dois tubos dão origem a uma força 
restauradora representada no gráfico. (1Nn = 10-9 N) 
 
Lista de Exercícios 22 Professor Edson José 
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a) Encontre, por meio do gráfico, a constante da mola desse 
oscilador. 
 
b) O tubo oscilante é constituído de 90 átomos de carbono. Qual é 
a velocidade máxima desse tubo, sabendo-se que um átomo de 
carbono equivale a uma massa de 2.10-26kg. 
5. (UFPB) Uma partícula material executa um movimento 
harmônico simples (MHS) em torno do ponto x = 0. Sua 
aceleração, em função da posição, é descrita pelo gráfico a seguir. 
 
Nessas condições, a freqüência angular do MHS é: 
a) 4 rad/s 
b) 3 rad/s 
c) 2 rad/s 
d) 1 rad/s 
e) 0,5 rad/s 
6. (MACKENZIE-SP) Uma partícula em MHS tem velocidade 
máxima 2,0π m/s. Se a amplitude do movimento é 20cm, seu 
período é de: 
a) 2,0 min 
b) 0,20 min 
c) 20 s 
d) 2,0 s 
e) 0,2 s 
 
7. (OPF) Em um barbeador elétrico, a lâmina move-se para 
frente e para trás de uma distância máxima de 2,0 mm, com uma 
frequência de 60Hz. Interpretando-se o movimento como sendo 
um mhs, é correto afirmar que: 
a) a amplitude do movimento é 2,0 mm 
b) a aceleração máxima durante o movimento é aproximadamente 
1,4m/s². 
c) a velocidade máxima durante o movimento é aproximadamente 
0,37m/s. 
d) nehuma das alternativas 
e) mais do que uma alternativa está correta 
 
8. (Funrei-MG) A Suspensão de um automóvel contém, entre 
outras peças, molas e amortecedor. Estes últimos são necessários 
porque, sem eles, o carro, a cada solavanco, vibraria durante 
muito tempo, devido à ação restauradora das molas. Suponha que 
um automóvel de massa igual a 1800kg possui em cada roda uma 
mola de constante elástica igual a 450 N/m. Se os amortecedores 
não funcionassem, o carro oscilaria para cima e para baixo com 
uma frequência angular em radianos por segundo, igual a: 
a) 0,25 
b) 1,25 
c) 0,5 
d) 1,0 
e) 2,0 
 
A figura a seguir mostra um corpo de massa m = 0,05 kg, preso a 
uma mola de constante elástica k = 20 N/m. O objeto é deslocado 
20 cm para a direita, a partir da posição de equilíbrio sobre uma 
superfície sem atrito, passando a oscilar entre x = A e x = - A. 
 
 
 
 
9. (Puc-MG 2009) Assinale a afirmativa CORRETA. 
a) Na posição x = -20 cm, a mola tem uma energia cinética de 0,4 
J e a energia potencial elástica do corpo é nula. 
b) Na posição x = -20 cm, toda a energia do sistema vale 0,4 J e 
está no objeto sob a forma de energia cinética. 
c) Na posição x = 0, toda a energia do sistema está no corpo na 
forma de energia cinética e sua velocidade vale 4 m/s. 
d) Na posição x = 20 cm, toda a energia do sistema vale 0,8 J 
sendo 0,6 J na mola e o restante no objeto. 
10. (UNICAMP-SP) Um antigo relógio de pêndulo é calibrado no 
frio inverno gaúcho. Considere que o período desse relógio é dado 
por: 
g
L
T 2= 
Onde L é o comprimento do pêndulo e g a aceleração da 
gravidade, pergunta-se: 
a) Este relógio atrasará ou adiantará quando transportado para o 
quente verão nordestino? 
b) Se o relógio for transportado do nordeste para a superfície da 
Lua, nas mesmas condições de temperatura, ele atrasará ou 
adiantará? Justifique suas respostas. 
 
11. O pêndulo a seguir é constituído de um fio ideal e a massa 
suspensa m oscila periodicamente, gastando um tempo mínimo de 
2,0 s para ir da extremidade C à extremidade D. Supondo g = 10 
m/s2, então o comprimento do fio em metros, é aproximadamente: 
Lista de Exercícios 22 Professor Edson José 
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a) 8,0. 
b) 4,0. 
c) 3,0. 
d) 2,0. 
e) 1,0. 
12. (FUVEST-SP) O pêndulo de Foucault – popularizado pela 
famosa obra de Umberto Eco – consistia de uma esfera de 28 kg, 
pendurada na cúpula do Panthéon de Paris por um fio de 67m de 
comprimento. Sabe-se que o período T de oscilação de um 
pêndulo simples é relacionado com seu comprimento L e com a 
aceleração da gravidade g pela seguinte expressão: 
g
L
T 2= 
a) Qual o período de oscilação do pêndulo de Foucault? Despreze 
as frações de segundos. 
 
b) O que aconteceria com o período desse pêndulo se 
dobrássemos sua massa? 
(Adote g=10m/s2 e =10 ) 
13. (UNIFESP-SP) Um estudante faz o estudo experimental 
de um movimento harmônico simples (MHS) com um cronômetro e 
um pêndulo simples como o da figura, adotando o referencial nela 
representado. 
 
Ele desloca o pêndulo para a posição +A e o abandona quando 
cronometra o instante t = 0. Na vigésima passagem do pêndulo 
por essa posição, o cronômetro marca t = 30 s. 
Determine o período (T) e a freqüência (f) do movimento desse 
pêndulo. 
14. (UEM) Suponha que um pequeno corpo, de massa m, esteja 
preso na extremidade de um fio de peso desprezível,cujo 
comprimento é L, oscilando com pequena amplitude, em um plano 
vertical, como mostra a figura a seguir. Esse dispositivo constitui 
um pêndulo simples que executa um movimento harmônico 
simples. Verifica-se que o corpo, saindo de B, desloca-se até B' e 
retorna a B, 20 vezes em 10 s. Assinale o que for correto. 
 
(01) O período deste pêndulo é 2,0 s. 
(02) A freqüência de oscilação do pêndulo é 0,5 Hz. 
(04) Se o comprimento do fio L for 4 vezes maior, o período do 
pêndulo será dobrado. 
(08) Se a massa do corpo suspenso for triplicada, sua freqüência 
ficará multiplicada por Ö3. 
(16) Se o valor local de g for 4 vezes maior, a freqüência do 
pêndulo será duas vezes menor. 
(32) Se a amplitude do pêndulo for reduzida à metade, seu 
período 
 
15. (Fuvest) 
 
Uma peça, com a forma indicada, gira em torno de um eixo 
horizontal P, com velocidade angular constante e igual a πrad/s. 
Uma mola mantém uma haste apoiada sobre a peça, podendo a 
haste mover-se APENAS na vertical. A forma da peça é tal que, 
enquanto ela gira, a extremidade da haste sobe e desce, 
descrevendo, com o passar do tempo, um movimento harmônico 
simples Y(t) como indicado no gráfico. Assim, a frequência do 
movimento da extremidade da haste será de 
a) 3,0 Hz 
b) 1,5 Hz 
c) 1,0 Hz 
d) 0,75 Hz 
e) 0,5 Hz 
 
Lista de Exercícios 22 Professor Edson José 
4 IFRN 
 
16. (UFPB) Uma mola considerada ideal tem uma das suas 
extremidades presa a uma parede vertical. Um bloco, apoiado 
sobre uma mesa lisa e horizontal, é preso a outra extremidade da 
mola (ver figura abaixo). 
 
 
Nessa circunstância, esse bloco é puxado até uma distância de 
6cm da posição de equilíbrio da mola. O mesmo é solto a partir do 
repouso no tempo t = 0. Dessa forma, o bloco passa a oscilar em 
torno da posição de equilíbrio, x = 0, com período de 2s. 
Para simplificar os cálculos, considere π = 3. 
Com relação a esse sistema massa-mola, identifique as 
afirmativas corretas: 
I. O bloco tem a sua velocidade máxima de 0,18 m/s na posição x 
= 0. 
II. A amplitude do movimento do bloco é de 12 cm. 
III. O módulo máximo da aceleração desenvolvida pelo bloco é de 
0,54m/s2 e ocorre nos pontos x= ± 0,06m. 
IV. O bloco oscila com uma freqüência de 0,5 Hz. 
V. A força restauradora responsável pelo movimento do bloco 
varia com o quadrado da distância do deslocamento do bloco em 
relação a x=0.